Začátky s platformou STM32

Způsobů, jak pracovat s Nucleem je několik. Pro práci můžeme použít VS Code s nainstalovaným pluginem Platformio, Mbed Studio, nebo můžeme třeba využít online prostředí http://mbed.org

MBED je middleware pro mikrokontroléry s architekturou ARM Cortex-M, založená na principech objektového programování v C++. Pro vývoj je možné používat online editor nebo programovat offline.

1. https://mbed.org ⇒ MBED OS developer site
2. Sign up / Sign in
3. Compiler
4. Přidat vývojový kit z https://os.mbed.com/platforms/ST-Nucleo-F401RE/
5. Add to your Mbed Compiler
6. Vrátit se zpět na stránku s přidáním platformy a vybrat NUCLEO-F401RE, select platform

1. Založit nový projekt (New)
2. Vybrat “Blinky LED test for the ST Nucleo boards”
3. Definovat Digitální výstup pro zelenou ledku na semaforu jako DigitalOut myled(D13);
4. Compile
5. Nahrát do Nuclea
6. Vyjmout mass storage v případě, že nedojde k restartu systému

Pro většinu aplikací, které mají běžet v nekonečné smyčce (nejen embedded systémy) je poté základní konstrukce programu následující:

int main(){
  // inicializace programu
  while(1){
    // nekonečná smyčka, hlavní část programu
  }
  return 0;
}

1. Platformio Home
2. New Project
3. Vyber desku ST Nucleo F401RE
4. Vyber Framework STM32Cube (nebo MBED)

K vytvoření programu je potřeba vytvořit alespoň jeden zdrojový soubor např. main.c pomocí následujícího návodu:

1. Vlevo kliknout na Explorer
2. Vyhledat adresář src
3. Kliknout pravým tlačítkem myši a vybrat New File
4. Pojmenovat soubor např. main.c
5. Začít psát vlastní kód, který může vypadat např. následovně:

LEDka je umístěna na desce Nuclea uprostřed a připojena k procesoru na pin PA5

#include "stm32f4xx.h"
 
#define setbit(reg, bit)    ((reg) |= (1U << (bit)))
#define clearbit(reg, bit)  ((reg) &= (~(1U << (bit))))
#define togglebit(reg, bit) ((reg) ^= (1U << (bit)))
 
int main(void) {
  volatile i = 0;
 
  setbit(RCC->AHB1ENR, 0);          // Enable clock to GPIOA
 
  setbit(GPIOA->MODER, 10);         // Set pin PA5 as output
  clearbit(GPIOA->MODER, 11);   
 
  clearbit(GPIOA->OTYPER, 5);       // Set Push-Pull output for pin PA5
 
  setbit(GPIOA->OSPEEDR, 10);       // Set GPIO speed of pin PA5 to medium
  clearbit(GPIOA->OSPEEDR, 11);
 
  clearbit(GPIOA->PUPDR, 10);       // Disable Pull-Up/Down for pin PA5
  clearbit(GPIOA->PUPDR, 11);
 
  clearbit(GPIOA->ODR, 5);          // Set Logic 0 for pint PA5
 
  while (1){
    togglebit(GPIOA->ODR, 5);       // Toggle the output bit for pin PA5
    for(i = 0; i < 500000; i++);    // Delay
  }
}

Program se zkompiluje při stisknutí na ikonku na spodním stavové liště. Vedle se poté nachází tlačítko k nahrání programu.

sudo usermod -a -G dialout $USER

Spuštění ladění kódu se provede přes nabídku Debug z menu Debug nebo stisknutím klávesy F5

Kód se vždy zastaví na prvním řádku funkce main(), kde debugger vyčkává na další akci uživatele. V následující tabulce je poté výčet všech možných aktivit, co se mohou vykonat:

Všechny tyto funkce jsou dostupné také ve vrchní stavové liště, když se ladí program.

Ladění programu má výhodu v tom, že je možné si prohlédnout stav registrů v jednotlivých částech programu a podle toho např. odhalit případnou chybu programu. Vlastní hodnota se zobrazí pouze v případě zastaveného programu (některá vývojová prostředí umožňují prohlíšet i online), který můžete vyvolat buď pauznutím běhu nebo v případě, když program dojde k breakpointu.

Všechny dostupné registry jsou v levém postranním panelu v sekci Peripherals nebo Registers. V sekci Peripherals je nastavení všech dostupných periferií, které se mohou s daným typem procesoru využít. Zejména je poté možné i za běhu tyto registry přenastavovat, ale zde je třeba dát pozor, aby se procesor nedostal do nestabilního stavu, případně si zapamatovat změnu a tu následně implementovat do programu. V sekci Registers se nachází jednotlivé registry Rxx, kde procesory STM32 jich mají celkem 32 a poté další registry pro běh procesoru.

Hodnoty registrů se dají upravovat následovně:

1. Vyberte registr, který chcete upravit, pravým tlačítkem myši vyberte položku Update Value
2. Napište Vaší požadovanou hotnotu, zpravidla v hexadecimálním tvaru. V případě, že v registru některé hodnoty byly, bude možná třeba některé zachovat. Úpravy hotnot registrů obecně není moc doporučování provádět, jelikož neodhalíte úplně přesný chování procesoru.